浅谈高层钢结构的设计流程

2020-05-18 09:15 高层钢结构 华邦建设

　　高层钢结构是一种在结构方面有着很大难度的结构，其复杂的设计流程常常使设计师十分为难，这样难免会出现漏项或错项的现象，导致高层钢结构的结构出现漏洞或瑕疵，造成钢结构建筑安全问题的发生，所以本文将说明高层钢结构的设计流程。

　　高层钢结构的设计流程首要步骤就是判断钢结构建筑是否适用于这种建筑类型。由于钢结构建筑常常用于层数高、跨度大、形态复杂、室内设备振动大、噪音强、建筑使用环境恶劣、可以活动以及拆卸的结构。所以设计师要根据这些条件进行判断，如果建筑条件不适宜，就要选用其他结构类型了。

　　接下来的步骤就是钢结构的结构类型与布置方式。设计钢结构建筑，需要根据整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。这样最终得出的设计方案可以便于计算、设计理念清楚、并且可以简化计算步骤，避免重复计算。

　　完成了建筑的整体结构设计，就要开始对细部构件作估算，对于构件的截面与尺寸进行计算。钢梁的选择有槽钢、H型钢等几种选择类型，根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。柱截面按长细比预估。通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。

　　接下就是对于全部结构的分析了，通常采用的分析手法为弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。对于一些新兴构件的数据可以包含几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。

　　在完成对于结构的分析之后，就可以对于构件的参数进行设计了，其中主要是构件材料的选择，通常主构件的材料都是统一的以便以现场施工管理，也可以根据经济来考虑不同的材料所组成的截面，构件设计中，现在规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。

　　接下来的步骤时节点设计。钢结构建筑的结构强度往往是强节点弱构件，所以节点的设计往往是最重要的一部分，在做结构设计之前，设计师就应该对节点的材料和形式有着充分的考虑，而且要避免最终设计出的节点要与设计模型相符合。

　　最后就是图纸的编绘了，钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。但是由于钢结构工程师现如今还十分稀少，所以很多钢结构公司也会进行设计。

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